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钢化玻璃生产线控制系统的研究与设计

作　者: 李洁
导　师: 周克良
学　校: 江西理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 钢化玻璃模糊控制 PLC 现场总线 FameView
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

目前,钢化玻璃需求量的迅猛增长,使得降低生产成本、提高钢化玻璃产量和质量成为各钢化玻璃制造企业的必然选择。针对国产钢化玻璃电气控制系统在生产过程中存在的一些不足,本文提出可行的控制方案,结合计算机技术、自动控制技术、检测和通信技术,对钢化玻璃生产线微机控制系统进行研究。由于加热炉具有严重的非线性及较大的时间滞后性,传统的控制方法难以达到要求的精度,从而难以取得较好的控制效果。本系统采用模糊控制技术,结合传统PID算法,设计Fuzzy-PI控制器,从而实现加热段温度的自动控制。以温度偏差和温度偏差变化率为输入,控制量为输出,经模糊化、模糊控制规则库的建立、模糊推理、解模糊化,完成模糊控制器的设计。最后论文给出仿真结果和分析。用西门子可编程控制器S7-300和工控机构建监控系统。选用S7-300功能模块中的FM355S来控制54个电加热回路,通过接口模块连接一个中央机架和两个扩展机架。工控机和PLC间的连接对话采用MPI通讯方式,PLC和现场采用PROFIBUS现场总线技术,构建钢化玻璃控制系统网络完成操作控制、实时数据的采集和动作过程的监视、各种参数的显示和设定等。用STEP 7进行玻璃进出炉和往复摆动的PLC控制程序的编制。用FameView组态软件建立友好的人机界面,以动态显示生产线上设备运行状态并能进行实时、历史曲线查询和报表打印等功能。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-6
第1章绪论  6-12
  1.1 钢化玻璃的发展概况  6-8
    1.1.1 钢化玻璃的主要特点  6
    1.1.2 钢化玻璃的国内外发展现状  6-7
    1.1.3 钢化玻璃的发展趋势  7-8
  1.2 钢化玻璃控制系统的国内外发展状况  8-10
  1.3 课题来源与研究意义  10
  1.4 论文的主要内容  10-12
第2章钢化玻璃生产线控制系统的总体设计  12-18
  2.1 钢化玻璃生产工艺流程  12-14
  2.2 钢化玻璃生产线控制系统的要求及主要参数  14-15
  2.3 钢化玻璃生产线控制系统的总体方案设计  15-17
  2.4 钢化玻璃生产线控制系统的组成  17-18
第3章炉温控制策略与模糊控制技术  18-29
  3.1 玻璃钢化过程中温度控制的工艺要求  18-19
  3.2 基于 Fuzzy―PI 算法的钢化炉温度控制  19-21
  3.3 模糊控制器的设计  21-27
    3.3.1 精确量的模糊化处理  22-24
    3.3.2 模糊控制规则库的建立  24-25
    3.3.3 模糊推理  25-27
    3.3.4 解模糊化  27
  3.4 钢化炉温度控制的测试结果及结论  27-29
第4章钢化玻璃生产线控制系统的硬件设计  29-40
  4.1 主控系统的设计  29-35
    4.1.1 上位监控机硬件配置  29
    4.1.2 可编程控制器配置及设计  29-35
  4.2 变频器和电机控制系统的设计  35-38
    4.2.1 变频技术及变频器选型  35-36
    4.2.2 电机的变频调速控制  36-38
  4.3 加热和保温系统的设计  38-40
第5章钢化玻璃生产线控制系统的软件实现  40-56
  5.1 上位机和PLC 的通讯测试及系统的硬件组态  40-44
    5.1.1 上位机和PLC 的通讯测试  40-41
    5.1.2 钢化玻璃生产线控制系统的硬件组态  41-44
  5.2 钢化玻璃生产线控制系统的PLC 控制程序设计  44-46
  5.3 钢化玻璃生产线监控系统的设计  46-56
    5.3.1 监控系统的启动及设备通讯  47-52
    5.3.2 钢化玻璃生产线控制系统监控界面的制作  52-54
    5.3.3 系统调试及结果分析  54-56
结束语  56-57
参考文献  57-59
致谢  59-60
附录A 钢化玻璃电机控制主回路电路图  60-65
个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果  65-66

钢化玻璃生产线控制系统的研究与设计

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